06 - fresagem

SERVIÇO PÚBLICO FEDERAL
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE TECNOLOGIA DA UFPA
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: USINAGEM DOS METAIS

FRESADORAS

Professora: Maria Adrina Paixão de Souza da Silva, Dra. 1
Eng.


FRESADORAS

INTRODUÇÃO

2


INTRODUÇÃO

3


INTRODUÇÃO
FRESADORA
Máquina cuja ferramenta (fresa) está
animada de movimento de rotação e arranca
o material em forma de cavacos reduzidos,
parecidos com uma vírgula

4


INTRODUÇÃO

5


1.1. A FRESAGEM
É um processo de usinagem mecânica, feito por fresadoras e
ferramentas especiais chamadas fresas.

A fresagem consiste na retirada do excesso de metal ou
sobremetal da superfície de uma peça, a fim de dar a esta uma
forma e acabamento desejados.

6


FRESADORAS

FUNCIONAMEN
TO
7


2.Funcionamento

8


2.Funcionamento

Na fresagem, a remoção do sobremetal da peça é feita pela
combinação de dois movimentos, efetuados ao mesmo tempo.

Um dos movimentos é o de rotação da ferramenta, a fresa.
Outro é o movimento da mesa da máquina, onde é fixada a
peça a ser usinada.

É o movimento da mesa da máquina ou movimento de avanço
que leva a peça até a fresa e torna possível a operação de
usinagem.

9


2.Funcionamento
A maioria das fresadoras trabalha com o avanço da
mesa baseado em uma porca e um parafuso. Com o
tempo e desgaste da máquina ocorre uma folga entre eles. Veja
figura abaixo.

10


2.1. Operação de Fresagem

Vários dentes trabalham intermitentemente
Muitos dentes → trabalho quase contínuo
Vantagem: dentes podem esfriar durante o tempo em que não
11
arrancam material


2.2. PROCESSOS DE FRESAGEM

Fresagem Cilíndrica ou Fresagem Frontal, de Topo ou Vertical
Horizontal -Eixo da fresa perpendicular
- Eixo da fresa paralelo à superfície de trabalho
à superfície de trabalho - Sempre que possível usar este
processo:
- Cavacos em forma de vírgula . Carga da fresadora é uniforme12
. Superfícies obtidas mais lisas


2.2.1 OPERAÇÕES DE FRESAGEM
HORIZONTAL

Fresa múltipla Fresa plana
13


HORIZONTAL

Fresa tipo de Fresa modelada
Fresa de
corte lateral
disco
serra circular Fresa de corte
lateral
14


VERTICAL
Fresa postiça

Dentes
Fresa de topo
tipo espiga

15


VERTICAL

Fresa facial
Fresa de angular
canal

Fresa de topo

16


2.2.3 FRESADORAS UNIVERSAIS

Dispõe de dois eixos-árvore, um horizontal e outro vertical. O
eixo vertical situa-se no cabeçote, parte superior da máquina.
O eixo horizontal localiza-se no corpo da máquina.

O fato de a fresadora universal dispor de dois eixos permite
que ela seja utilizada tanto na posição horizontal quanto na
vertical.

17


2.2.3 FRESADORAS UNIVERSAIS

18


2.2.4 OUTROS TIPOS

Há outras que tomaram como modelo as fresadoras
horizontais e verticais, mas não funcionam do mesmo modo,
como:

Fresadora copiadora → trabalha com uma mesa e dois
cabeçotes: o cabeçote apalpador e o de usinagem. Como o
nome diz, a fresadora copiadora tem a finalidade de usinar,
copiando um dado modelo.

19


2.2.4 OUTROS TIPOS
Fresadora pantográfica ou o pantógrafo → como a
fresadora copiadora, o pantógrafo permite a cópia de um modelo.

No pantógrafo, a transmissão do movimento é coordenada
manualmente pelo operador. Isso permite trabalhar detalhes como
canais e pequenos raios, mais difíceis de serem obtidos numa
fresadora copiadora.

Quanto aos modelos, eles podem ser confeccionados em material
metálico, como o aço e o alumínio, ou ainda em resina.

A escolha do material depende do número de peças a ser copiado.

Devido à sua resistência, modelos em aço são recomendáveis para
um número elevado de cópias. Caso o modelo seja utilizado poucas
vezes, para a cópia de duas ou três peças por exemplo, recomenda-
se o uso da resina. 20


2.2.4 OUTROS TIPOS
Há também a fresadora CNC

21
Fresadora com quatro eixos lineares, X, Y, Z e W, e dois eixos rotativos, B e C.


2.3 FRESAGEM EM OPOSIÇÃO

Também chamado método “para cima”, ou “a empurrar”, ou “discordante”
As navalhas atacam o cavaco no ponto mais delgado
 Forte atrito
 Tende a arrancar a obra da mesa
 Grampos, tornos ou dispositivos para segurar a obra devem se opor ao
deslocamento da obra
 Muito usado para o desbaste 22


2.4 FRESAGEM EM CONCORDÂNCIA

Também chamado método “para baixo” ou “a puxar”
 As navalhas atacam o cavaco no ponto mais espesso
 Tende a apertar a obra contra a mesa
 Usado principalmente para abertura de rasgos de chaveta, cortes profundos
e longos, corte com serra circular, obras de pequena espessura
 Muito usado para o acabamento 23


No movimento concordante, a folga é empurrada pelo dente
da fresa no mesmo sentido de deslocamento da mesa. Isto
faz com que a mesa execute movimentos irregulares, que
prejudicam o acabamento da peça e podem até quebrar o dente da
fresa.

Assim, nas fresadoras dotadas de sistema de avanço com porca e
parafuso, é melhor utilizar o movimento discordante. Para tanto,
basta observar o sentido de giro da fresa e fazer a peça avançar
contra o dente da ferramenta.

Como outros processos, a fresagem permite trabalhar superfícies
planas, convexas, côncavas ou de perfis especiais.

Tem a vantagem de ser mais rápido que o processo de tornear, limar,
aplainar. Isto se deve ao uso da fresa, que é uma ferramenta
multicortante. 24


FRESADORAS

FERRAMENTA
PARA FRESAR
25


3. FERRAMENTA PARA
FRESAR
É a ferramenta empregada pela fresadora, a qual apresenta
uma vantagem em relação a outros tipos de ferramentas de
corte, pois os dentes que não estão trabalhando estão sendo
resfriados, reduzindo o desgaste da ferramenta.

26


3. 1. TIPOS DE FRESAS
Fresas de perfil constante
Utilizadas para abrir canais, superfícies côncavas e convexas ou
gerar engrenagens.

Fresas planas
Empregadas para trabalhar superfícies planas, abrir rasgos e
canais.

Fresas angulares
Utilizadas para usinagem de perfis em ângulo, tais como rasgos
prismáticos e encaixes tipo rabo-de-andorinha.
27


3. 1. TIPOS DE FRESAS
Fresas para rasgos
Para rasgos de chaveta, ranhura reta ou em perfil T.

Fresas dentes postiços
Mais conhecidas como cabeçotes de fresamento, empregam
pastilhas de metal duro fixadas por parafusos , pinos ou garras de
fácil substituição.

Fresas para desbaste
Utilizadas para desbaste de grande quantidade de material de uma
peça.
28


3.1.1. CLASSIFICAÇÃO DOS
TIPOS DE FRESAS
As fresas podem ser classificadas de várias maneiras, dentre elas:
1 - A forma;
A quantidade de
2 – Sentido de corte;
dentes entre as
3 – Quanto aos dentes; fresas deve-se a
capacidade de
4 – Quanto à construção;
conseguir usinar
5 – Quanto às faces de corte; materiais mais
resistentes.
6 – Quanto à aplicação;
29
7 – Quanto á fixação.


3.1.1. 1. FORMA
As fresas podem ser:

Cilíndricas

Cônicas

Forma

30


a) Cilíndrica

As ferramentas mais estreitas são também chamadas de fresas de disco, enquanto as
ferramentas que possuem haste própria são denominadas de fresas de haste 31 fresas
ou
de topo


b) Cônica
As fresas cônicas ou angulares podem possuir apenas um ângulo,
como as fresas para encaixes tipo cauda-de-andorinha, ou possuir
dois ângulos. Neste segundo caso podem ser classificadas como
simétricas (ângulos iguais) ou biangulares (ângulos diferentes).

Normalmente as fresas para cauda-de-andorinha possuem haste
incorporada, enquanto as biangulares não.

32


b) Cônica
Fresa biângular simétrica

Fresa cauda-de-andorinha 33


c) de Forma
As fresas de forma possuem o perfil de seus dentes afiados para
gerar superfícies especiais tais como dentes de engrenagens
(fresa módulo), superfícies côncavas ou convexas, raios de
concordância e outras formas específicas de cada caso, e são
denominadas fresas especiais.

Esse tipo de ferramenta de corte é muito especializada,
geralmente fabricada na própria empresa que a utiliza, no setor
chamado ferramentaria ou são encomendadas em empresas
especializadas em ferramentas

34


c) de Forma
convexo

côncavo dentes de
engrenagem

35
especiais


3.1.1. 2. SENTIDO DE
Podem ser:
CORTE
Horário

Anti-Horário

Quanto ao sentido de corte a classificação é simples, pois trata do
sentido de giro da ferramenta, observado do lado do acionamento
(de cima para baixo). Tem-se as fresas de corte à direita (horário) e as
fresas de corte à esquerda (anti-horário).

Obviamente esta classificação só se emprega em fresas fixas de
haste fixa. As fresas que não possuem haste podem, normalmente,
ser fixadas tanto em um sentido como em outro. 36


3.1.1. 3. QUANTO AOS
DENTES
Podem ser:

Retos

Helicoidais

Bihelicoidais

37


I) RETOS

38


II) HELICOIDAIS

Os dentes helicoidais tem como vantagem uma menor vibração durante a
usinagem, ou seja, o corte é mais suave pois o dente não atinge a peça de
uma só vez como acontece com os dentes retos.

Os dentes helicoidais geram uma força axial, e para compensar esta força
pode-se recorrer a uma fresa bihelicoidal
39


III)
BIHELICOIDAIS

Fresas bihelicoidais só são possíveis em espessuras relativamente
40
pequenas e com ângulos reduzidos de hélice.


III)
BIHELICOIDAIS

Para possibilitar usinagem de grandes superfícies sem o efeito da
força axial deve-se recorrer a uma montagem de duas fresas de
41
mesmo diâmetro e número de dentes, mas com hélices invertidas


3.1.1. 4. QUANTO À
CONSTRUÇÃO
Podem ser:

Inteiriças

fresa calçada

De dentes postiços

42


i) INTEIRIÇAS

Onde toda a ferramenta é construída de um mesmo material.

As mais comuns são as de aço rápido e metal duro.

43


ii) FRESA
CALÇADA

Onde o corpo da ferramenta é de um material mais simples e os
gumes de corte, soldados ao corpo, são de um material mais
44
nobre, como aço rápido ou metal duro.


ii) DE DENTES
POSTIÇOS

Que são similares as fresas calçadas. A diferença é que os dentes
de aço rápido, metal duro, diamante ou cerâmicos podem ser45
trocados em caso de quebra ou desgaste


3.1.1. 5. QUANTO ÀS FACES DE
CORTE
Faces de corte  que é o número de superfícies com afiação e
que definem em que direção a ferramenta pode avançar, ou seja,
se poderá executar uma fresagem tangencial (eixo paralelo à
peça) e/ou uma fresagem frontal (eixo perpendicular à peça).

Tem-se fresas de um, dois e três cortes.

A fresa de um corte possui em uma de suas faces e em sua
superfície cilíndrica.

Uma fresa de três cortes possui afiação nas duas faces e também
na superfície cilíndrica. A figura a seguir ilustra uma fresa 46 dois
de
cortes.


3.1.1. 5. QUANTO ÀS FACES DE
CORTE

47
Fresa de dois cortes e os sentidos em que pode usinar


3.1.1. 6. QUANTO A
APLICAÇÃO
Podem ser:

tipo W (=8º, =57º e =25º) → indicada para materiais de baixa
dureza como alumínio, bronze e plásticos.

tipo N (=7º, =73º e =10º ) → indicada para materiais de média
dureza, como os aços até 700N/mm2.

tipo H (=4º, =81º e =4º) → indicadas para materiais duros, como
os aços acima de 700N/mm2.

48


3.1.1. 6. QUANTO A
APLICAÇÃO
· A fresa tipo W é empregada para usinagem de materiais não
ferrosos de baixa dureza: alumínio, bronze e plástico.

· A fresa tipo N, empregada para materiais de dureza média, ou
seja, menores de 700 N/mm2 de resistência à tração.

· A fresa tipo H, recomendada para usinar materiais quebradiços
ou duros, com mais de 700 N/mm2.

49


3.1.1. 6. QUANTO A
APLICAÇÃO

50


3.1.1. 6. QUANTO A
APLICAÇÃO
Fresas para materiais mais macios podem ter dentes menos
resistentes, o que significa possuir um ângulo de cunha menor.

Isto permite colocar menos dentes na ferramenta.

Em uma fresa para materiais de alta dureza cada dente remove
pouco material.

Sendo necessário que a fresa possua muitos dentes que, em uma
volta, remova uma quantidade significativa de material. Além disto
os dentes deverão ter um ângulo de cunha maior para lhes conferir
51
maior resistência.


3.1.1. 7. QUANTO A FIXAÇÃO

Pode-se ter fresas de haste cilíndrica ou cônica e fresas para
mandril com chaveta longitudinal ou transversal.

52
Fresas de haste (cônica e cilíndrica) e de chaveta (transversal e longitudinal)


FRESADORAS

REGULAGEM

53


4.1. REGULAGEM DA RPM

d = diâmetro da fresa [mm]
v = velocidade de corte [m/min]: indicada por tabelas, depende do material da
obra e do tipo de fresa

n muito grande: prejuízo para as navalhas da fresa
n muito pequeno: baixo rendimento da fresagem 54


4.2. REGULAGEM DO AVANÇO

a = profundidade de corte [mm]

b = largura da fresa [mm] V = V’P
V’ = quantidade
máxima admissível
s’ = velocidade de avanço da peça [mm/min]: depende [cm3/kw.min]
• da fresa
• do material da peça
• da profundidade de corte
• da qualidade do acabamento superficial
V = quantidade máxima de cavaco possível [cm3/min]
55
V = abs’/1000 → s‘ = 1000V/ab


4.2.1. Dados práticos para v e s’

56


4.2.2. CÁLCULO DO TEMPO ÚTIL
DE FRESAGEM, tv

L = curso útil da mesa [mm]
l = comprimento da peça [mm]
la = percurso anterior [mm]
lu = percurso ulterior [mm]

57


Bibliografias
• ABREU FILHO, Carlos. Tornearia Mecânica – Notas de
Aula, Belém, 2007.

• AGOSTINHO, Oswaldo Luis. VILELLa, Ronaldo Castro
(In Memoriam), BUTTON, Sérgio Tonini. Processos de
Fabricação e Planejamento de Processos. Universidade
Estadual de Campinas - Faculdade de Engenharia
Mecânica - Departamento de Engenharia de Fabricação -
Departamento de Engenharia de Materiais. Campinas, SP.
2004

• BRAGA, Paulo Sérgio Teles, CPM - Programa de
Certificação de Pessoal de Manutenção – Mecânica -
Processos de Fabricação, SENAI/CST, Vitória, ES. 1999.

• COSTA, Éder Silva & SANTOS, Denis Júnio. Processos
58
de Usinagem. CEFET-MG. Divinópolis, MG. março de 2006


Bibliografias
• DINIZ, A. E., Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 3 ed.
São Paulo: Artliber Editora, 2003.

• FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos
Metais. Editora Edgard Blücher LTDA. São Paulo, SP,
1977

• INMETRO. SISTEMA Internacional de Unidades – SI
(tradução da 7ª edição do original francês “Le Système
International d’Unités”, elaborada pelo Bureau International
des Poids et Mesures - BIPM). 8ª edição Rio de Janeiro,
2003. 116 p.

• INMETRO. Vocabulário Internacional de Termos
Fundamentais e Gerais de Metrologia – VIM – Portaria
Inmetro 029 de 1995. 3ª edição, Rio de Janeiro, 2003. 75p.
59
• reimpressão.


Bibliografias
• PALMA, Flávio. Máquinas e Ferramentas. Apostila,
SENAI-SC, Blumenau, 2005.

• SECCO, Adriano Ruiz; VIEIRA, Edmur & GORDO, Nívia.
Módulos Instrumentais – Metrologia. Telecurso 2000. São
Paulo, SP, 2007

• VAN VLACK, L. H., Princípios da Ciência e Tecnologia dos
Materiais. Tradução Edson Carneiro. Rio de Janeiro:
Elsevier, 1970 – 4ª reimpressão.

60

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